採礦 -詞語解釋

採礦

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採礦是自地殼內和地表開採礦產資源的技術和科學。廣義的採礦還包括煤和石油的開採。採礦工業是一種重要的原料工業,金屬礦石是冶煉工業的主要原料,非金屬礦石是重要的化工原料和建築材料。

  • 中文名稱
    採礦
  • 外文名稱
    mine

概述

採礦工程分為煤礦類和非煤礦類.採礦(英文名:ore mining)是自地殼內或地表開採礦產資源的技術和科學。一般指金屬或非金屬礦床的開採,廣義的採礦還包括煤和石油的開採及選礦。其實質是一種物料的選擇性採集和搬運過程。採礦工業是一種重要的原料採掘工業,如金屬礦石是冶金工業的主要原料,非金屬礦石是化工原料和建築材料,煤和石油是重要的能源。多數礦石需經選礦富集,方能作為工業原料。

採礦科學技術的基礎是岩石破碎、松散物料運移、流體輸送、礦山岩石力學和礦業系統工程等理論。需要運用數學、物理、力學、化學地質學系統科學、電子電腦等學科的最新成果。採礦工業在已基本達到的高度機械化基礎上,通過改進綜採設備的設計、造型、材質、製造工藝、檢驗方法和維修製度等,將進一步提高其生產能力和設備利用率。同時礦井在提升、運輸、排水、通風、瓦斯監控等許多環節將實現自動化和遙控。地下和露天礦都將實現電腦集中自動管理監控。有的國家已將機器人試用于井下回採工作面,開採對人員損害較大的礦種。另一方面,隨著人類對地下礦產的不斷開採,開採品位由高到低,資源緊缺,迫使使用低品位礦產,選擇適當的採礦和選礦方法,進行綜合採選、綜合利用,提高礦產資源的利用率和回採率,降低礦石的損失率和貧化率。採礦和選礦過程中生成的有毒氣體廢水廢石和粉塵等物質以及噪聲和振動等因素,對環境、土地、大氣和水質等造成危害,一直是人們關心的課題。各國研究環保問題中進一步提出了資源的長期利用問題,特別著眼于廢渣、廢石、廢液的重復使用、破壞後土地復用等。製訂強有力的法律,採取有效措施確保礦山環境。

簡史

原始人類已能採集石料,打磨成生產工具,採集陶土供製陶,就是最早採礦的萌芽。中國古代的採礦歷史悠久,從湖北大冶銅綠山古銅礦遺址出土有用于採掘裝載、提升、排水、照明等的銅、鐵、木、竹、石製的多種生產工具及陶器、銅錠、銅兵器等物,證實春秋時期已經使用了立井、斜井、平巷聯合開拓,初步形成了地下開採系統。至西漢時期,開採系統已相當完善。此時在河北、山東、湖北等地的鐵、銅、煤、砂金等礦都已開始開採。戰國末期秦國蜀太守李冰在今四川省雙流縣境內開鑿鹽井,汲鹵煮鹽。明代以前主要有鐵、銅、錫、鉛、銀、金、汞、鋅的生產。17世紀初,歐洲人將中國傳入的黑火葯用于採礦,用鑿岩爆破落礦代替人工挖掘,這是採礦技術發展的一個裏程碑。19世紀末20世紀初,相繼發明了礦用炸葯、雷管、導爆索和鑿岩設備,形成了近代爆破技術;電動機械鏟、電機車和電力提升、通訊、排水等設備的使用,形成了近代裝運技術。20世紀上半葉開始,採礦技術迅速發展,出現了硝酸銨炸葯,使用了地下深孔爆破技術,各種礦山設備不斷完善和大型化,逐步形成了適用于不同礦床條件的機械化採礦工藝。提出了礦山設計、礦床評價和礦山計畫管理的科學方法,使採礦從技藝向工程科學發展。20世紀50年代後,由于使用了潛孔鑽機、牙輪鑽機、自行鑿岩台車等新型設備,採掘設備實現大型化、運輸提升設備自動化,出現了無人駕駛機車。電子電腦技術用于礦山生產管理、規劃設計和科學計算,開始用系統科學研究採礦問題,誕生了系統採礦工程學。礦山生產開始建立自動控製系統,利用現代試驗設備、測試技術和電子電腦,預測和解算某些實際問題。因此採礦工程學科被正式提出並得到了公認。

特點

採礦的生產環境和生產過程與其他工業相比較,具有以下特點:

(1)採掘加工的主要原料是自然賦存的礦體。礦址不能自由選擇,礦床的工業儲量不能輸入,也不能再生。礦山的生產能力、服務年限和經濟效益密切相關。每個礦山都要經歷建礦、投產、正常生產、減產和閉礦的歷程。

(2)採礦設備和人員經常隨採礦進程和加工對象轉移,沒有固定的加工車間。被開採的礦體必須掘進一系列巷道,進行採礦準備工作(採準),才能開始回採。開拓、採準和回採工作互相協調,才能保證礦山正常生產。否則就會造成採剝失調或採掘失調,迫使礦山減產。

(3)開採工作總的趨勢是採掘條件愈來愈差,採出礦石的品位逐漸降低,隨之成本可能增高。由于岩石的混入會使礦石貧化,降低質量,還有部分礦石不能採出,而損失于地下。因此要不斷改進採礦和選礦技術,開展綜合利用,以降低成本。降低貧化率和損失率是採礦生產中重要的質量管理工作,具有很大的經濟潛力。

(4)礦體賦存條件和形狀復雜,品位分布不均。工業儲量在開採過程中可能會有較大變化,使採礦設計難于標準化,加之建礦周期長,基建投資大,故投資風險性也大。

(5)採礦工作在露天或地下採場。勞動量大,工作條件差,安全性差,不易實現綜合機械化和自動化,故需特別重視改善勞動保護和環境條件。

(6)一個礦山的經營效果,在很大程度上決定于所開採礦石的市場供求和價值高低。因此對礦山管理水準的評價,不能像其他工業一樣,單純地以絕對經濟效益為準。

分類

採礦分為普通機械化開採和特殊採礦。機械化又分為普通機械化和綜合機械化。

普通機械化開採

絕大部分礦床用普通機械化方法開採。機械化開採又分為露天開採(包括礦石和砂礦)和地下開採兩大類。露天開採將礦體上覆的岩層剝離,然後自上而下順次開採礦體。露天礦敞露地表,可以使用大型採礦機械,作業較安全,礦石損失少,貧化率低,生產能力大,採礦成本低,大型貧鐵礦床和建築材料礦床多用此法。當礦體賦存深度大,礦體厚度小,剝離工作量很大,其經濟效益低于地下開採或需要保護地表和景觀時,則用地下開採方法。地下採礦方法根據地壓管理大致分為三類即:空場法、崩落法、充填法。其中三種大類中又可分為近三十多種採礦方法。例如常見的空場法有全面空場,階段空場、分段空場、淺孔留礦法等方法。地下礦山套用尾砂膠結充填採礦法,可有效地保護地表和處理尾礦污染。在一些國家大量發展露天開採後,隨著開採深度增大和環境保護要求提高,地下開採有增加的趨勢。

特殊法

特殊採礦法包括地下物理化學採礦和海洋採礦和月球採礦。物理化學方法是浸取、溶解或熔融有用成分,將溶液或熔融體自地下舉升至地面提取。這類方法投資省、見效快、工作條件好,隻適用于銅、鈾等某些金屬礦物和鹽、鹼、自然硫等。濱海大陸架上和洋底蘊藏著大量有用礦藏,但洋底的錳結核尚處于試採階段。整個特殊採礦法開採的礦產所佔比例極小。月球採礦是人們對太空資源開發的一種理想,還沒有此類技術,僅限于交流。

開發和開採過程

礦床開發步驟見圖示。礦床開採包括基建開拓工程和生產採礦工程兩大項。礦山地下開拓要掘進一系列巷道或溝道以通達礦體,建成完整的採礦生產系統,交付生產使用。 採礦生產過程有兩類:

主要生產過程

包括:①採準、切割,為回採準備生產條件。②回採,將礦石崩落破碎,裝入運輸容器。地下回採包括落礦、出礦作業(見地下採礦方法);露天回採包括穿孔、爆破和採裝作業(見露天採礦方法)。③運輸,將裝入運輸容器的礦石運交選礦廠或礦倉(見礦井提升礦井運輸露天礦運輸)。④管理巷道地壓、立井地壓、採場地壓以及露天礦邊坡。⑤在礦石運輸過程中,通過礦倉、堆疊,將礦石混勻,保證生產的礦石質量穩定。⑥將巷道掘進和剝離產出的廢石排棄至廢石場。

採礦採礦

由于礦床地質條件和礦山技術條件的不同,採礦方法種類繁多,不同的採礦方法,其採礦工藝流程、採礦機械設備、採區巷道布置開採順序也不同。採礦方法選擇不當,將長期影響礦山生產的技術指標和經濟效益。各主要生產過程都須選用適宜的機械設備,才能獲得最佳經濟效果。

輔助生產過程

包括:①人員、材料和設備運送;②電和壓氣等動力供應;③通風、防塵等勞動保護;④排水、供水;⑤設備維修安裝;⑥安全和環境保護;⑦地質、測量以及倉庫管理等其他輔助工作。

理論

採礦科學技術的基礎是岩石破碎、松散物料移運、流體輸送、礦山岩石力學和礦業系統工程等理論。需運用數學、物理、化學、力學、地質學、系統科學、運籌學、資訊理論、控製論、電子電腦套用等學科的最新成果。

岩石破碎理論揭示破碎岩石的能耗和破碎效果間的聯系,探求破碎載荷和岩石堅固性及破碎參數間的關系。據以研製高效、經濟的採掘機具和器材,尋求新的岩石破碎方法和技術。

松散物料移運理論研究自礦塊、溜井中放出松散礦岩的移動規律和對礦塊內巷道地壓顯現的影響,裝載機構和移運設備與松散礦岩的作用機理,據以確定合理的礦塊結構參數和採取降低礦石貧化的技術措施,研究高效經濟的裝運設備。

流體輸送理論研究礦內空氣動力學,流體和固體兩相流輸送理論,據以保證和改善礦內空氣條件,設計風力和水力輸送充填材料的合理系統。

礦山岩石力學理論研究岩體的物理力學性質及礦床開採中發生的力學過程,揭示採場和巷道地壓顯現規律和圍岩與支架的相互作用原理。據以提出正確的地壓管理方法,確定合理的礦床開採的結構參數,評價巷道和邊坡的穩定性,預測地表及岩層移動和解決深部開採時的岩爆問題。

礦業系統工程研究採礦系統的規劃、設計、生產計畫、工藝過程和管理最佳化數學模型,評價標準,建立礦山電子電腦自動控製系統。

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危害

採礦作業伴有廢石的採出、各種設備發出的噪音,井下採空區還有可能造成地表的沉降;選礦和冶煉作業伴有廢水、廢氣和廢渣(選礦尾砂和冶煉爐渣)的排出。應推廣先進適用的開採技術、工藝和設備,提高礦山回採率、選礦和冶煉回收率及勞動生產率。減少物資能源消耗和污染物排放,提高產品附加值。大力推進共伴生資源和尾礦、廢棄物綜合利用。

措施

1)組織措施

加強組織領導是做好防塵工作的關鍵。粉塵作業較多的廠礦領導要有專人分管防塵事宜;建立和健全防塵機構,製定防塵工作計畫和必要的規章製度,切實貫徹綜合防塵措施;建立粉塵監測製度,大型廠礦應有專職測塵人員,醫務人員應對測塵工作提出要求,定期檢查並指導,做到定時定點測塵,評價勞動條件改善情況和技術措施的效果。做好防塵的宣傳工作,從領導到廣大職工,讓大家都能了解粉塵的危害,根據自己的職責和義務做好防塵工作。

2)技術措施

技術措施是防止粉塵危害的中心措施,主要在于治理不符合防塵要求的產塵作業和操作,目的是消滅或減少生產性粉塵的產生、逸散,以及盡可能降低作業環境粉塵濃度。

(l)改革工藝過程,革新生產設備,是消除粉塵危害的根本途徑。應從生產工藝設計、設備選擇,以及產塵機械在出廠前就應有達到防塵要求的設備等各個環節作起。如採用封閉式風力通路運輸,負壓吸砂等消除粉塵飛揚,用無矽物質代替石英,以鐵丸噴砂代替石英噴砂等。

(2)濕式作業是一種經濟易行的防止粉塵飛揚的有效措施。凡是可以濕式生產的作業均可使用。例如,礦山的濕式鑿岩、沖刷巷道、凈化進風等,石英、礦石等的濕式粉碎或噴霧灑水,玻璃陶瓷業的濕式拌料,鑄造業的濕砂造型、濕式開箱清砂、化學清砂等。

(3)密閉、吸風、除塵,對不能採取濕式作業的產塵崗位,應採用密閉吸風除塵方法。凡是能產生粉塵的設備均應盡可能密閉,並用局部機械吸風,使密閉設備內保持一定的負壓,防止粉塵外逸。抽出的含塵空氣必須經過除塵凈化處理,才能排出,避免污染大氣。

3)衛生保健措施

衛生保健措施屬于預防中的最後一個環節,雖然屬于輔助措施,但仍佔有重要地位。

預防粉塵對人體健康的危害,第一步措施是消滅或減少發生源,這是最根本的措施。其次是降低空氣中粉塵的濃度。最後是減少粉塵進入人體的機會,以及減輕粉塵的危害。

(1)個人防護和個人衛生,對受到條件限製一時粉塵濃度達不到允許濃度標準的作業,佩帶合適的防塵口罩就成為重要措施。防塵口罩要濾塵率、透氣率高,重量輕,不影響工人視野及操作。開展體育鍛煉,註意營養.對增程體質,提高抵抗力具有一定意義。此外應註意個人衛生習慣,不吸煙.遵守防塵操作規程,嚴格執行未佩帶防塵口罩不上崗操作的製度。

(2)就業前及定期體檢,對新從事粉塵作業工人,必須進行健康檢查,目的主要是發現粉塵作業就業禁忌症及作為健康資料。定期體檢的目的在于早期發現粉塵對健康的損害,發現有不宜從事粉塵作業的疾病時,及時調離。

(3)保護塵肺患者能得到合適的安排,享受國家政策允許的應有待遇,對其應進行勞動能力鑒定,並妥善安

網路遊戲

礦工追求所有有價值的礦石,並把它們從岩土中用礦工鋤挖掘出來。他們對土地的熟悉賦予了他們對金、銀、甚至更稀有的金屬礦的敏銳洞察力,他們可以搜尋並熔煉這些礦石獲取金幣或者套用到所有與金屬有關的工匠製作當中。

礦工可以用他們的尋找礦物技能在小地圖上搜尋到礦脈的位置,並且快速採集(隻要用右鍵點擊礦脈)。礦工需要礦工鋤敲擊石頭獲取有用的礦石,而且需要熔爐(大多數城市裏都可以找到)將礦石煉製成錠。隨著你不斷地練習採礦技能,將復雜的礦石冶煉成合金,你的採礦技能也會不斷成長。等級越高,獲得稀有礦石的幾率也越大。

採礦屬于採集類專業。他們經常為製作類專業,如鍛造師、工程師和珠寶匠提供材料方面的補充。

在整個艾澤拉斯大陸都能夠找到礦石,有些地方的礦藏會比較豐富。有價值且稀有的礦石是不容易找到的,而一旦找到,回報是非常豐厚的--價格不菲而且可以熔煉成能力強大的金屬。

習題

一、 填空題(15*2=30分).

1.按照開拓井巷所擔負的任務,可分為( 主要 )開拓井巷和(輔助 )開拓井巷兩類。

2.礦床開拓方法有( 豎井開拓法

)、( 斜井開拓法 )、( 平硐開拓法

)、斜坡道開拓法和聯合開拓法。

3.採礦方法包括( 採準

)、( 切割 )、( 回採 )等三項工作。

4.深孔擴切割立槽分為( 水準深孔擴切立槽

)法與( 垂直深孔擴切立槽 )法。

5.衡量礦井採掘關系的"三量"是( 開拓煤量

)( 準備煤量

)( 回採煤量 )。

6.下山採區的硐室主要有(絞車房)( 變電所 )( 水泵房 )。

二、 名詞解釋(5*4=20分).

礦石凡是地殼中礦物自然聚合體,在現代技術經濟水準條件下,能以工業規模從中提取國民經濟所必須的金屬或其他礦物產品者,稱為礦石。

1.

採準工作採準工作是按照礦石構成要素的尺寸來布置的,為礦石回採創造必要的自由面和落礦空間

2.

3. 回採煤量指準備煤量範圍內,已有回採巷道及開切眼所圈定的可採儲量

4. 充填採礦法隨著工作面的推進用充填料充填空區進行地壓管理的採礦方法

天井天井是礦山井下聯系上下兩個中段的垂直或傾斜巷道,主要用于放礦、行人切割、通風、充填、探礦、運輸材料工具和設備等。

5.

三、 簡答題(3*10=30分).

1. 整個礦床開採過程中,要特別註意哪些要求

(1)要確保開採工作的安全,並具有良好的勞動條件

(2)符合環境保護法的要求,減少對環境的破壞

(3)高效可持續發展:

《1》提高勞動生產率

《2》減少礦石的損失貧化

《3》降低礦石的成本

2. 《4》增大開採強度

3. 與井筒開拓相比,平硐開拓具有哪些優點

(1)施工簡單,基建速度快。

(2)掘進費用低,不需開掘井底車場和硐室,因此,基建投資少

(3)平硐用電機車運輸,比井筒開拓用絞車提升的費用低,而且不需要提升設備、井架及絞車房。

(4)採用自流排水,排水費用低,無需水泵房、水倉等設施。

(5)平硐運輸要比井筒提升安全可靠

4.

5. 地面輔助運輸線路的布置原則

3.(1)盡量避免交叉或經過生活區

(2)盡量避免坡度變化較大

(3)盡量與基建時的線路一致

(4)符合各自線路的布置原則

(5)盡量避免從高壓線下經過

6.

四、 論述題(1*20=20分).

簡述採場地壓管理的任務與方法。

一般來說,採場地壓管理有三方面任務:

(1) 正確認識不同採礦方法採場開採空間所承受的荷載及應力變化規律,為正確選擇地壓管理方法提供符合實際的低壓理論或假說。

(2) 從實際出發,正確選擇地壓管理方法及其有關參數,保持一定時間內開採空間的穩固性

(3) 處理好礦塊回採期間遇到的局部地壓問題,如構造弱面、溶洞、老硐等造成的特殊地壓問題

通常採用的地壓管理方法大致有以下幾種:

(1) 使開採空間具有較穩固的幾何形狀,使應力較平緩地集中過渡。

(2) 用礦柱、充填體、支柱或聯合方法支撐或輔助支撐開採空間。

(3) 邊採礦邊崩落圍岩,使開採空間某些部位的應力重新分布,降低工作空間圍岩應力集中,減小工作空間的地壓。

(4) 使開採空間圍岩達到自然崩落所需要的尺寸,通過自然崩落釋放應力,減小周圍採場的地壓。

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